内容正文:
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第五节 反比例函数的综合应用
第一、二章
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目
录
难点分层透解
好题随堂演练
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命题点1 反比例函数与一次函数结合
【母题1】 如图,已知直线y=x+b与反比例函数y=(k≠0)的图象交于点A,B,点A的横坐标为-4,点B的横坐标为2.
(1)求k和b的值.
(2)观察图象,直接写出x+b≥的取值范围.
(3)求△AOB的面积.
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解:(1)设点A的坐标为(-4,t),代入反比例函数的表达式y=(k≠0)得k=-4t.
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴点B的坐标为(2,-2t).
将点A,B的坐标分别代入y=x+b得
解得∴k=-4t=12.
综上所述,b=3,k=12.
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(2)-4≤x<0或x≥2.
(3)如图,连接OA,OB,设直线与y轴交点为C.
由(1)易知直线AB的表达式为y=x+3.
当x=0时,y=3,∴C(0,3),
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=×3×4+×3×2=9.
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【思维路径】
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【解题模板】
解题
方法 图形 面积
和差法 S△ABC+S△ACD=S△ABD+S△BCD
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解题
方法 图形 面积
铅垂法 S△ABC=S△ABD+S△BCD=BD·h1+BD·h2
=BD·(h1+h2),即S△ABC=×水平宽×铅垂高
等底
等高法 过△PBC的顶点P作所对的边BC的平行线l,则直线l上任一点P'与BC组成的三角形的面积等于△PBC的面积
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【变式1】 求线段和最值
在母题1的条件下,若直线x=4上有一动点N,求当NA+NB的值最小时点N的坐标.
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解:如图,作点B(2,6)关于直线x=4的对称点B'(6,6),连接AB',
交直线x=4于点N,
此时NA+NB=NA+NB'=AB',NA+NB的值最小,最小值为AB'的长.
∵A(-4,-3),B'(6,6),
∴易得直线AB'的表达式为y=x+,
∴当x=4时,y=×4+=,∴点N的坐标为(4,).
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【变式2】 由面积比值求点坐标
在母题1的条件下,若点E在线段AB上,且S△AOE∶S△EOB=2∶3,求点E的坐标.
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解:如图,过点B作x轴的垂线,过点A作y轴的垂线,两垂线交于点G,过点E作EF⊥AG于点F.
∵S△AOE∶S△EOB=2∶3,
∴=,∴=.
∵A(-4,-3),B(2,6),∴G(2,-3).
易知△AEF∽△ABG,
∴===,即 ==,
∴AF=,EF=,∴点E的坐标为(-,).
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【变式3】 由图形面积的值求点坐标
在母题1的条件下,点Q在第一象限反比例函数的图象上,且点Q在点B左侧.若△ABQ的面积为 ,求点Q的横坐标.
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解:如图,连接AQ,BQ,过点Q作QH∥y轴交AB于点H.
设Q(q,),则H(q,q+3),
∴QH=-(q+3)=-q-3.
∵S△ABQ=S△AQH+S△BQH=×6×(-q-3)=3(-q-3)=,
∴化简得3q2+11q-24=0,
解得q1=,q2=(舍去),
∴点Q的横坐标为.
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【变式4】 由线段关系求点坐标
在母题1的条件下,若点K在反比例函数y=(k≠0)第一象限内的图象上,直线OK与直线AB交于点M,且BM=4AM,求点K的坐标.
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解:易知直线AB的函数表达式为y=x+3.
∵直线OK与直线AB交于点M,∴点M在直线AB上.
设M(m,m+3).
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①如图1,当点M在线段AB上时,分别过点A,B作x轴和y轴的平行线,交于点N,过点M作MD⊥AN于点D,
∴MD∥BN,AD=m+4,AN=6,
∴△AMD∽△ABN.
∵BM=4AM,∴=.
∵△AMD∽△ABN,
∴===,解得m=-,
∴点M的坐标为(-,-).
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设直线KM的函数表达式为 y=k'x,
∴-=-k',解得k'=,
∴直线KM的函数表达式为y=x.
联立解得(负值已舍去)
∴点K的坐标为(2,).
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②如图2,当点M在线段BA的延长线上时.
∵BM=4AM,∴=.
同理①得=,解得m=-6,
∴点M的坐标为(-6,-6).
同理可得直线KM的表达式为y=x.
联立解得(负值已舍去)
∴点K的坐标为(2,2).
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③由BM=4AM知BM>AM,则点M不在线段AB的延长线上,不符合题意.
综上所述,点K的坐标为(2,)或(2,2).
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【变式5】 根据交点个数求平移距离
在母题1的条件下,已知点C为直线AB与y轴的交点,点E(1,0),作直线CE,将直线CE向下平移n(n>0)个单位长度后,与双曲线y=有唯一交点,求n的值.
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解:∵C(0,3),E(1,0),
∴易知直线CE的表达式为y=-3x+3.
∵将直线CE向下平移n(n>0)个单位长度,
∴平移后的直线表达式为y=-3x+3-n.
∵平移后的直线与双曲线y=有唯一交点,
∴联立
整理得3x2+(n-3)x+12=0,∴Δ=(n-3)2-4×3×12=0,
解得n1=15,n2=-9(舍去),∴n=15.
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命题点2 反比例函数与几何图形结合
【母题2】 如图,在平面直角坐标系xOy中,▱OABC的
边OC在x轴上,点B的坐标为(9,3),点C的坐标为(5,0),
反比例函数y=(k≠0,x>0)的图象经过点A,与OB交
于点E.
(1)求该反比例函数的表达式.
(2)将▱OABC向右平移,使它的对角线的交点M在反比例函数的图象上,求平移的距离.
(3)反比例函数y=(x>0)的图象与线段OB交于点E,点G是y轴上的动点,连接GA,GE,求GA+GE的最小值.
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解:(1)反比例函数的表达式为y=(x>0).
(2)∵O(0,0),B(9,3),∴M(,).
设▱OABC向右平移m个单位长度,
∴平移后点M的坐标为(+m,).
∵平移后点M在反比例函数的图象上,
∴(+m)×=12,解得m=,
∴平移的距离为.
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(3)如图,作点A关于y轴的对称点A',连接A'E交y轴于点G,
此时GA+GE的值最小,最小值为A'E的长.
∵点B的坐标为(9,3),
∴直线OB的表达式为y=x.
∵反比例函数y=(x>0)的图象与OB交于点E,
∴x=,∴x=6或x=-6(舍去),∴E(6,2).
∵A(4,3),∴A'(-4,3),
∴A'E==,
∴GA+GE的最小值为.
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【变式1】 由面积倍数关系求点坐标
在母题2的条件下,若坐标轴上有一点N,满足△OCN的面积是▱OABC的面积的2倍,求点N的坐标.
解:∵A(4,3),C(5,0),∴S▱OABC=5×3=15.
∵△OCN的面积是▱OABC的面积的2倍,
∴S△OCN=15×2=30.
∵点C位于x轴上,∴点N只能位于y轴上,
∴×5|yN|=30,∴yN=±12,
∴点N的坐标为(0,12)或(0,-12).
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【变式2】 由面积相等求点坐标
在母题2的条件下,连接AE,在反比例函数图象上是否存在点P(点P与点E不重合),使得S△OAP=S△OAE?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:反比例函数图象上存在点P(点P与点E不重合),使得S△OAP=S△OAE.
如图,过点E作EF⊥x轴于点F,过点A作AD⊥x轴于点D,过点P作PG⊥x轴于点G,
∴EF=2,OF=6,AD=3,OD=4,∴DF=OF-OD=2.
设P(n,),
∴S△OAP=S梯形ADGP+S△POG-S△AOD=(3+)(4-n)+n·-×4×3=-n+.
∵S△OAE=S梯形ADFE+S△AOD-S△EOF=×(2+3)×2+×4×3-×6×2=5+6-6=5,
∴S△OAP=-n+=5,整理得3n2+10n-48=0,
∴n=或n=-6(舍去),∴点P的坐标为(,).
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【变式3】 由特殊三角形存在性求点坐标
在母题2的条件下,在x轴上是否存在点Q,使得△OAQ是直角三角形?
若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:设点Q的坐标为(q,0).
∵点A的坐标为(4,3),点O的坐标为(0,0),
∴OA2=25,OQ2=q2,AQ2=(4-q)2+9.
①当∠OAQ=90°时,OA2+AQ2=OQ2,即25+(4-q)2+9=q2,
解得q=.
②当∠OQA=90°时,OQ2+AQ2=OA2,即q2+(4-q)2+9=25,
解得q1=0(不符合题意,舍去),q2=4.
综上所述,点Q的坐标为(,0)或(4,0).
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1.【分类讨论思维】 (2025·眉山)如图,一次函数y=ax+b与反比例函数y=的图象相交于A(1,4),B(4,m)两点,与x轴交于点C,点D与点A关于点O对称,连接AD.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)点P在x轴的负半轴上,且△AOC与
△POD相似,求点P的坐标.
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题序
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解:(1)反比例函数的表达式为y=.一次函数的表达式为y=-x+5.
(2)设P(m,0).
∵点D与点A关于点O对称,A(1,4),
∴OD=OA==.
∵直线AB与x轴交于点C,
令0=-x+5得x=5,∴OC=5.
1
题序
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∵△AOC与△POD相似,∠AOC=∠POD,
∴= 或 =,
∴= 或 =,
∴OP=5或OP=,∴P(-5,0)或(-,0).
1
题序
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2.如图,一次函数y=x+b的图象与反比例
函数y=(k>0)的图象分别交于点A(4,m)
和点B(n,-2),且与x轴交于点C(1,0).
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)如图1,将直线y=x+b向上平移d(d>0)个单位长度,平移后的直线与y=(k>0)的图象在第一象限交于点P,若S△PCA=,求平移距离d;
(3)如图2,Q是第二象限内一点,∠QCO=45°,连接QB,将△QCB绕点O顺时针旋转90°,点Q的对应点恰好落在该反比例函数图象上,求点Q的坐标.
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题序
2
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解:(1)一次函数的表达式为y=x-.
反比例函数的表达式为y=.
(2)如图,作PD∥y轴交直线AB于点D.
∵S△PCA=,
∴PD·|xA-xC|=,
∴PD×(4-1)=,
∴PD=,∴d=PD=.
1
题序
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(3)如图,连接OQ,设点Q的对应点为点G,过点G作GN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥x轴于点M.
由旋转的性质可知OQ=OG,∠QOG=90°,
∴∠GON+∠QOM=90°.
∵QM⊥x轴,GN⊥x轴,
∴∠QMO=∠GNO=90°,
∴∠OQM+∠QOM=90°,
∴∠OQM=∠GON,
∴△QOM≌△OGN(AAS),
∴QM=ON,OM=GN.
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题序
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∵C(1,0),∠QCO=45°,
∴OC=1,△QMC为等腰直角三角形.
设OM=t,则CM=QM=t+1,
∴ON=QM=t+1,GN=OM=t,∴点G的坐标为(t+1,t).
∵点G(t+1,t)在反比例函数y=的图象上,
∴t(t+1)=6,解得t1=2,t2=-3(不合题意,舍去),
当t=2时,t+1=3,∴点Q的坐标为(-2,3).
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题序
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40
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